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作者(zhe):admin 閱讀量:次 發表(biao)時間:2022-09-05 14:30
聚碳(tan)酸酯(PC)是(shi)一(yi)種綜(zong)合(he)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)優良的(de)(de)(de)(de)熱(re)塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)工(gong)(gong)程塑料(liao)(liao)[1],具(ju)有(you)優異的(de)(de)(de)(de)電(dian)絕緣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),較(jiao)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、耐(nai)寒性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、尺寸穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)及耐(nai)化(hua)學(xue)腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),在(zai)工(gong)(gong)程塑料(liao)(liao)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)用(yong)量位居第二,僅次于(yu)聚酰胺(an),被廣泛用(yong)于(yu)汽車、電(dian)子(zi)電(dian)氣(qi)、包(bao)裝、建(jian)筑材(cai)料(liao)(liao)、醫(yi)療(liao)等領域[2-4]。但PC分(fen)子(zi)鏈的(de)(de)(de)(de)剛性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)較(jiao)大,空間位阻高(gao)(gao)(gao),導致其(qi)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和流(liu)動(dong)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)差,加工(gong)(gong)困難(nan),因(yin)此在(zai)實際應(ying)用(yong)中(zhong),常常對(dui)(dui)PC進(jin)行改性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)[5-6]。PC改性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法有(you)很(hen)多,通(tong)常通(tong)過加入聚對(dui)(dui)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對(dui)(dui)苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚丙烯(PP)等高(gao)(gao)(gao)聚物與PC熔融共混,來改變PC的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)不(bu)足。但通(tong)過現有(you)改性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)方(fang)法制得的(de)(de)(de)(de)復合(he)材(cai)料(liao)(liao)在(zai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)提升(sheng)上有(you)其(qi)局限性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),因(yin)此急需(xu)找到一(yi)種新的(de)(de)(de)(de)改性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)方(fang)法。筆者(zhe)選(xuan)擇細(xi)化(hua)到納米(mi)級的(de)(de)(de)(de)PET作為填料(liao)(liao)與PC熔融共混,以(yi)(yi)提升(sheng)PC的(de)(de)(de)(de)綜(zong)合(he)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。PET不(bu)僅是(shi)重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)合(he)成纖(xian)維原料(liao)(liao),而且可用(yong)于(yu)制造薄膜,是(shi)包(bao)裝領域最具(ju)潛力(li)的(de)(de)(de)(de)樹脂品種之一(yi),其(qi)分(fen)子(zi)鏈柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)較(jiao)高(gao)(gao)(gao),具(ju)有(you)熔體流(liu)動(dong)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)較(jiao)好等特(te)點[7-8]。此外,納米(mi)PET (NPET)具(ju)有(you)更大的(de)(de)(de)(de)比表面積(ji)(ji)、較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、較(jiao)強的(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)及流(liu)動(dong)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)好等優點[9-12],將(jiang)NPET與PC共混可以(yi)(yi)更好地實現聚酯材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)生產加工(gong)(gong)[13]。筆者(zhe)以(yi)(yi)PET為原料(liao)(liao),通(tong)過超聲化(hua)學(xue)沉(chen)積(ji)(ji)法制備了(le)NPET[14-15],以(yi)(yi)PC為基材(cai),不(bu)同比例的(de)(de)(de)(de)NPET為填料(liao)(liao),采用(yong)熔融擠出法制備了(le)PC/NPET的(de)(de)(de)(de)復合(he)材(cai)料(liao)(liao),并研究了(le)PC/NPET復合(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)結晶性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、相容性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、熱(re)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)以(yi)(yi)及力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)等。
1實驗(yan)部分(fen)1.1 主要(yao)原材(cai)料(liao)(liao)(liao)PC:1302-10,韓(han)國(guo)(guo)LG化(hua)學(xue)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si);PET:CR8863,華(hua)潤化(hua)學(xue)材(cai)料(liao)(liao)(liao)科(ke)(ke)技(ji)(ji)股份有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si);六氟(fu)異(yi)丙(bing)醇:H107501,上(shang)海(hai)(hai)阿拉丁生化(hua)科(ke)(ke)技(ji)(ji)股份有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)。1.2 主要(yao)儀(yi)(yi)器及設備(bei)(bei)(bei)(bei)轉(zhuan)矩流變(bian)儀(yi)(yi):HAAKE Polylab OS型(xing)(xing),美(mei)(mei)國(guo)(guo)賽默飛世爾科(ke)(ke)技(ji)(ji)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si);切粒(li)(li)機(ji):LSQ-15型(xing)(xing),上(shang)海(hai)(hai)科(ke)(ke)創橡塑機(ji)械設備(bei)(bei)(bei)(bei)有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si);微量(liang)注塑機(ji):RR/TSMP/B4型(xing)(xing),上(shang)海(hai)(hai)威訊科(ke)(ke)技(ji)(ji)有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si);電(dian)熱(re)(re)鼓風干(gan)燥(zao)(zao)箱(xiang)(xiang):101-0AB型(xing)(xing),林茂科(ke)(ke)技(ji)(ji)(北京)有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si);激光粒(li)(li)度分(fen)析(xi)儀(yi)(yi);90Plus型(xing)(xing),美(mei)(mei)國(guo)(guo)布(bu)魯克海(hai)(hai)文公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si);掃描(miao)電(dian)子顯微鏡(SEM):TM4000型(xing)(xing),相確精密儀(yi)(yi)器(上(shang)海(hai)(hai))有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si);傅里葉變(bian)換(huan)紅外(wai)光譜(pu)(FTIR)儀(yi)(yi):Spectrum One型(xing)(xing),美(mei)(mei)國(guo)(guo)PE儀(yi)(yi)器公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si);熱(re)(re)重(TG)分(fen)析(xi)儀(yi)(yi):TGA Q500型(xing)(xing),美(mei)(mei)國(guo)(guo)沃斯(si)特公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si);差(cha)示(shi)掃描(miao)量(liang)熱(re)(re)(DSC)儀(yi)(yi):DSC Q200型(xing)(xing),美(mei)(mei)國(guo)(guo)TA儀(yi)(yi)器公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si);溫(wen)控式電(dian)子萬能材(cai)料(liao)(liao)(liao)試驗(yan)機(ji):C54504型(xing)(xing),美(mei)(mei)特斯(si)工業(ye)系(xi)統(中(zhong)(zhong)國(guo)(guo))有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si);熔體(ti)流動速率(MFR)測試儀(yi)(yi):XRL-400型(xing)(xing),山東德瑞克儀(yi)(yi)器股份有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)。1.3 樣(yang)品制備(bei)(bei)(bei)(bei)(1) NPET的(de)(de)(de)制備(bei)(bei)(bei)(bei)。將20 g的(de)(de)(de)PET在(zai)(zai)室溫(wen)條(tiao)件(jian)下(xia)完(wan)全溶(rong)(rong)解在(zai)(zai)200mL的(de)(de)(de)六氟(fu)異(yi)丙(bing)醇溶(rong)(rong)劑(ji)中(zhong)(zhong),得(de)(de)到濃度為100 mg/mL的(de)(de)(de)聚合(he)(he)(he)(he)物(wu)溶(rong)(rong)液。把得(de)(de)到的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)溶(rong)(rong)液緩慢滴加到180W超(chao)(chao)聲波條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)冰浴(yu)冷卻的(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)餾水中(zhong)(zhong),超(chao)(chao)聲5~10min。此(ci)過程(cheng)中(zhong)(zhong),聚合(he)(he)(he)(he)物(wu)溶(rong)(rong)劑(ji)迅速溶(rong)(rong)解到蒸(zheng)(zheng)(zheng)餾水中(zhong)(zhong),在(zai)(zai)空(kong)化(hua)作用下(xia)形成(cheng)NPET粒(li)(li)子[16]。超(chao)(chao)聲結束后,將得(de)(de)到的(de)(de)(de)聚合(he)(he)(he)(he)物(wu)溶(rong)(rong)液用旋(xuan)轉(zhuan)蒸(zheng)(zheng)(zheng)發(fa)儀(yi)(yi)蒸(zheng)(zheng)(zheng)掉有(you)(you)(you)機(ji)溶(rong)(rong)劑(ji),再過濾(lv)掉存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)固體(ti)懸(xuan)浮(fu)物(wu),最后得(de)(de)到納米顆粒(li)(li)和(he)蒸(zheng)(zheng)(zheng)餾水的(de)(de)(de)懸(xuan)浮(fu)液,該方(fang)法得(de)(de)到的(de)(de)(de)NPET的(de)(de)(de)平均粒(li)(li)徑為84 nm,粒(li)(li)徑集(ji)中(zhong)(zhong)在(zai)(zai)60~100 nm。(2) NPET和(he)PC材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)預(yu)處理。將NPET和(he)PC嚴格按照(zhao)質(zhi)量(liang)比例混(hun)合(he)(he)(he)(he)均勻,放入(ru)(ru)烘箱(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong),在(zai)(zai)(100±10)°C條(tiao)件(jian)下(xia)干(gan)燥(zao)(zao)12 h。(3) PC/NPET復合(he)(he)(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)制備(bei)(bei)(bei)(bei)。將干(gan)燥(zao)(zao)好的(de)(de)(de)NPET和(he)PC一起加入(ru)(ru)轉(zhuan)矩流變(bian)儀(yi)(yi)中(zhong)(zhong),在(zai)(zai)(270±10)°C,60 r/min的(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下(xia)熔融共混(hun)。將得(de)(de)到的(de)(de)(de)混(hun)合(he)(he)(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)(liao)切粒(li)(li)后加入(ru)(ru)微量(liang)注塑機(ji)在(zai)(zai)(280±10)°C,120 MPa的(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下(xia),注塑得(de)(de)到測試樣(yang)條(tiao),每組制備(bei)(bei)(bei)(bei)5根(gen)樣(yang)條(tiao)。樣(yang)品配方(fang)見表(biao)1。
1.4 性(xing)能測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)與(yu)表征粒(li)度(du)(du)測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi):通(tong)過(guo)激(ji)光粒(li)度(du)(du)分(fen)析(xi)儀對利用(yong)超聲化學沉積(ji)法制(zhi)(zhi)備的NPET懸浮液在(zai)室(shi)溫(wen)(wen)條件下(xia)進行粒(li)度(du)(du)測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。SEM測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi):將PC/NPET復合(he)材(cai)料進行液氮(dan)(dan)淬斷并(bing)對斷面噴金處理(li)后,通(tong)過(guo)SEM對復合(he)材(cai)料的淬斷面進行形(xing)貌分(fen)析(xi)。MFR測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi):樣(yang)品(pin)(pin)質量(liang)(liang)控制(zhi)(zhi)在(zai)6 g以內,溫(wen)(wen)度(du)(du)設置為(wei)(wei)(wei)270 °C,預熱時間為(wei)(wei)(wei)4 min,切割(ge)(ge)間隔時間為(wei)(wei)(wei)15 s,測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)5個切割(ge)(ge)樣(yang)品(pin)(pin)取(qu)平(ping)(ping)均值(zhi)。FTIR測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi):通(tong)過(guo)FTIR儀分(fen)析(xi)復合(he)材(cai)料表面化學基團的變化,掃描次數為(wei)(wei)(wei)32次,掃描范圍(wei)(wei)為(wei)(wei)(wei)400~4000 cm-1。TG測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi):樣(yang)品(pin)(pin)質量(liang)(liang)控制(zhi)(zhi)在(zai)5 mg以內,氮(dan)(dan)氣流速為(wei)(wei)(wei)20 mL/min,溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍(wei)(wei)為(wei)(wei)(wei)25~800 °C,升溫(wen)(wen)速率為(wei)(wei)(wei)10 °C/min。DSC測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi):樣(yang)品(pin)(pin)質量(liang)(liang)控制(zhi)(zhi)在(zai)5 mg以內,氮(dan)(dan)氣流速為(wei)(wei)(wei)50 mL/min,溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍(wei)(wei)為(wei)(wei)(wei)25~200 °C,升溫(wen)(wen)速率為(wei)(wei)(wei)10 °C/min。力(li)學性(xing)能測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi):①室(shi)溫(wen)(wen)(25 °C)下(xia),采用(yong)溫(wen)(wen)控電子萬能材(cai)料試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗機按(an)照ISO 527-21BA測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)復合(he)材(cai)料拉伸性(xing)能,啞鈴型標(biao)準(zhun)樣(yang)條,拉伸速率為(wei)(wei)(wei)20 mm/min。②缺口沖擊強度(du)(du)按(an)照GB/T 1843-2008測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),沖擊能2 J,V型缺口,測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)5個試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)取(qu)平(ping)(ping)均值(zhi)。2結果與(yu)討論2.1 粒(li)度(du)(du)分(fen)析(xi)經計(ji)算得出(chu)NPET的平(ping)(ping)均粒(li)徑(jing)(jing)為(wei)(wei)(wei)84 nm,粒(li)徑(jing)(jing)集中在(zai)60~100 nm,且分(fen)布較(jiao)窄(zhai),達(da)到了納米材(cai)料的要(yao)求(qiu),為(wei)(wei)(wei)后續測(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)提(ti)供了數據支持,粒(li)徑(jing)(jing)分(fen)布見(jian)圖1。
2.2SEM和(he)(he)MFR分(fen)(fen)析(xi)NPET作為(wei)一種高分(fen)(fen)子聚合(he)(he)(he)物(wu),加(jia)入(ru)到(dao)PC中(zhong)能(neng)(neng)夠影響PC/NPET復(fu)合(he)(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)相(xiang)(xiang)容性(xing)和(he)(he)分(fen)(fen)散性(xing)等。圖(tu)2是PC,NPET,NPET-10,NPET-20,NPET-25和(he)(he)NPET-30復(fu)合(he)(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)淬(cui)斷面在(zai)5000倍下的(de)SEM圖(tu)。結(jie)(jie)合(he)(he)(he)表2和(he)(he)圖(tu)2可(ke)以(yi)看(kan)出,純PC內部粒子的(de)結(jie)(jie)合(he)(he)(he)不夠緊(jin)湊,流動性(xing)較差(cha),當(dang)NPET質量(liang)分(fen)(fen)數(shu)低于25%時,隨(sui)著(zhu)NPET含量(liang)的(de)增(zeng)加(jia),復(fu)合(he)(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)相(xiang)(xiang)容性(xing)和(he)(he)流動性(xing)得到(dao)改(gai)善,這(zhe)可(ke)能(neng)(neng)是因為(wei)隨(sui)著(zhu)NPET含量(liang)的(de)提高,PC發(fa)揮了成核劑的(de)作用,復(fu)合(he)(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)晶體結(jie)(jie)構(gou)得以(yi)改(gai)善。從圖(tu)2e可(ke)以(yi)看(kan)出,當(dang)NPET質量(liang)分(fen)(fen)數(shu)達到(dao)25%時,復(fu)合(he)(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)已經出現團聚現象(xiang),在(zai)其質量(liang)分(fen)(fen)數(shu)達到(dao)30%時,團聚現象(xiang)加(jia)重,這(zhe)可(ke)能(neng)(neng)會(hui)影響復(fu)合(he)(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)性(xing)能(neng)(neng)提升(sheng),具體情況(kuang)需要后(hou)續(xu)分(fen)(fen)析(xi)驗(yan)證。
通過公式(1)計算得到(dao)MFR。W表(biao)示切取樣(yang)條質(zhi)量(liang)的(de)(de)算數平均值;t表(biao)示切樣(yang)的(de)(de)間(jian)隔(ge)時間(jian),具體數值見表(biao)2。
3FTIR分(fen)(fen)析圖(tu)3為(wei)PC/NPET復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)FTIR譜(pu)圖(tu)。從(cong)圖(tu)3可(ke)以看(kan)到,NPET與PC熔(rong)融共混(hun)(hun)后(hou)制(zhi)得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)保留了PC的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)峰(feng)(feng),但PC/NPET復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)1780 cm-1處(chu)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)峰(feng)(feng)寬變窄且峰(feng)(feng)面積變小,這(zhe)可(ke)能是因(yin)為(wei)PC在(zai)兩種聚合(he)(he)物之間發生了結晶(jing)成核作(zuo)用,導致(zhi)(zhi)復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)1780 cm-1處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)基團發生了變化,結合(he)(he)圖(tu)2可(ke)以看(kan)到,復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)界面的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)容性(xing)更好,這(zhe)也表明NPET和(he)(he)PC已經開始混(hun)(hun)合(he)(he)。圖(tu)中(zhong)(zhong)2966 cm-1處(chu)為(wei)—CH3的(de)(de)(de)(de)(de)不對稱伸(shen)縮振動(dong)峰(feng)(feng),隨(sui)著(zhu)NPET含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),2966 cm-1的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)開始向波數小的(de)(de)(de)(de)(de)方向偏移(yi)(yi),這(zhe)可(ke)能是因(yin)為(wei)在(zai)復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)中(zhong)(zhong)2966cm-1處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)—CH3的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)收強(qiang)度增(zeng)加(jia),導致(zhi)(zhi)該處(chu)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)發生偏移(yi)(yi)。1502 cm-1處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)振動(dong)吸(xi)收峰(feng)(feng)是—C6H5的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)吸(xi)收峰(feng)(feng),1227,1194 cm-1和(he)(he)1161 cm-1處(chu)為(wei)PC的(de)(de)(de)(de)(de)3個并(bing)列的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)吸(xi)收峰(feng)(feng)。此外(wai),可(ke)以看(kan)到復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)出(chu)(chu)現了NPET特(te)(te)(te)(te)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)峰(feng)(feng),且隨(sui)著(zhu)NPET含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),該特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)越明顯(xian),對比圖(tu)3a和(he)(he)圖(tu)3b可(ke)以發現,當NPET質量(liang)(liang)分(fen)(fen)數達到5%時,復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)727 cm-1處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)也出(chu)(chu)現了類(lei)似(si)(si)的(de)(de)(de)(de)(de)偏移(yi)(yi),這(zhe)是因(yin)為(wei)熔(rong)融共混(hun)(hun)后(hou)復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用增(zeng)強(qiang),導致(zhi)(zhi)該處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)—CH吸(xi)收強(qiang)度增(zeng)加(jia),從(cong)而(er)出(chu)(chu)現了特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)偏移(yi)(yi),在(zai)相(xiang)關文獻中(zhong)(zhong)也有(you)(you)類(lei)似(si)(si)報道[17-19]。且質量(liang)(liang)分(fen)(fen)數30%的(de)(de)(de)(de)(de)NPET復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)727 cm-1的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)比其(qi)他比例(li)處(chu)更寬,這(zhe)可(ke)能是因(yin)為(wei)在(zai)熔(rong)融共混(hun)(hun)時,復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)子鏈相(xiang)互(hu)作(zuo)用減小了能量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)轉移(yi)(yi)率。PC及PC/NPET復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)FTIR振動(dong)峰(feng)(feng)歸屬(shu)列于表3。
2.4TG分(fen)(fen)析(xi)圖4是(shi)(shi)不同比(bi)例的(de)(de)(de)PC/NPET復(fu)合(he)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)TG曲線。具體配比(bi)見表(biao)4。結(jie)合(he)圖4和表(biao)4可以(yi)(yi)看出,隨(sui)(sui)著(zhu)NPET含(han)量的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia),復(fu)合(he)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)熱穩(wen)定(ding)性(xing)逐(zhu)漸降(jiang)低(di)(di),NPET比(bi)例從(cong)(cong)0增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)到(dao)30%,而熱分(fen)(fen)解(jie)溫(wen)度(du)(du)則(ze)從(cong)(cong)364 °C降(jiang)低(di)(di)到(dao)了(le)349 °C,這(zhe)說明NPET的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)入降(jiang)低(di)(di)了(le)共混體系的(de)(de)(de)熱穩(wen)定(ding)性(xing),比(bi)例越(yue)高,分(fen)(fen)解(jie)溫(wen)度(du)(du)越(yue)低(di)(di),這(zhe)可能是(shi)(shi)因(yin)為隨(sui)(sui)著(zhu)NPET含(han)量的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia),復(fu)合(he)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)鏈段(duan)結(jie)構(gou)和官能團發生(sheng)了(le)變化(hua),從(cong)(cong)而降(jiang)低(di)(di)了(le)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)解(jie)溫(wen)度(du)(du)。此外,從(cong)(cong)表(biao)4可以(yi)(yi)看到(dao),隨(sui)(sui)著(zhu)NPET含(han)量的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia),復(fu)合(he)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)殘(can)(can)炭率(lv)獲(huo)得了(le)較大(da)提升,NPET比(bi)例從(cong)(cong)0增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)到(dao)30%,而殘(can)(can)炭率(lv)則(ze)從(cong)(cong)9.64%增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)到(dao)了(le)20.12%,這(zhe)可能是(shi)(shi)因(yin)為PC和NPET均有較高的(de)(de)(de)殘(can)(can)炭率(lv),且PC在(zai)降(jiang)解(jie)過(guo)程中形成了(le)不穩(wen)定(ding)片段(duan),與NPET的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子鏈進一(yi)步反應生(sheng)成聚(ju)芳烴(jing)等,較高的(de)(de)(de)聚(ju)芳烴(jing)限制了(le)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)在(zai)較低(di)(di)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)下轉化(hua)成更多的(de)(de)(de)揮發物,導致了(le)殘(can)(can)炭率(lv)提高[17]。綜(zong)上,隨(sui)(sui)著(zhu)NPET含(han)量的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia),PC/NPET復(fu)合(he)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)熱穩(wen)定(ding)性(xing)較PC均有所降(jiang)低(di)(di),殘(can)(can)炭率(lv)有所增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia),與FTIR分(fen)(fen)析(xi)結(jie)論一(yi)致。
2.5DSC分(fen)析圖5是PC/NPET復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)DSC降溫(wen)和二次(ci)升溫(wen)曲線。從(cong)圖5可以看出,隨著(zhu)NPET含(han)量的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia),復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)(jing)溫(wen)度(du)(Tc)和熔(rong)融(rong)(rong)(rong)溫(wen)度(du)(Tm)發生(sheng)轉變,復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)Tc先增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)后(hou)減(jian)小(xiao),這是因為隨著(zhu)NPET含(han)量的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia),復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)分(fen)子間(jian)作(zuo)用(yong)力(li)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang),使其結(jie)晶(jing)(jing)(jing)(jing)溫(wen)度(du)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da),但當NPET比例達到25%時(shi),因為復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)開始出現(xian)(xian)團聚,因此結(jie)晶(jing)(jing)(jing)(jing)溫(wen)度(du)表(biao)現(xian)(xian)為先增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)后(hou)減(jian)小(xiao)。Tm逐漸減(jian)小(xiao),這表(biao)明NPET與(yu)PC熔(rong)融(rong)(rong)(rong)共(gong)混會降低其熔(rong)融(rong)(rong)(rong)溫(wen)度(du),降低復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)熱穩定性(xing),與(yu)TG分(fen)析一致(zhi)。通過公式(2)可以計算出復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)(jing)度(du),χPC/NPET為復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)(jing)度(du),?HPC/NPET為復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)(jing)焓(han),?H100%為PC在100%結(jie)晶(jing)(jing)(jing)(jing)度(du)時(shi)的(de)(de)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)(jing)焓(han),具體的(de)(de)數值見表(biao)5。從(cong)表(biao)5可以看出,在加(jia)入(ru)NPET后(hou),復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)(jing)度(du)先增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)后(hou)減(jian)少,說明加(jia)入(ru)NPET與(yu)PC熔(rong)融(rong)(rong)(rong)共(gong)混能夠改善復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)(jing)性(xing)能
2.6 力(li)學(xue)(xue)性能(neng)(neng)分(fen)析圖6是PC/NPET復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的力(li)學(xue)(xue)性能(neng)(neng)。從(cong)圖6可(ke)(ke)以看出(chu),PC/NPET復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的斷(duan)裂(lie)(lie)伸(shen)(shen)長率(lv)和(he)(he)缺(que)(que)口(kou)沖(chong)擊(ji)強度(du)(du)變化趨(qu)勢一致,均為(wei)先增大(da)后減(jian)小,在(zai)NPET質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)為(wei)25%時(shi)最(zui)大(da),PC/NPET復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的斷(duan)裂(lie)(lie)伸(shen)(shen)長率(lv)和(he)(he)缺(que)(que)口(kou)沖(chong)擊(ji)強度(du)(du)達(da)到最(zui)大(da),分(fen)別較純PC增加(jia)了20.53%,19.52 kJ/m2,但在(zai)NPET質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)超(chao)過25%后,斷(duan)裂(lie)(lie)伸(shen)(shen)長率(lv)和(he)(he)缺(que)(que)口(kou)沖(chong)擊(ji)強度(du)(du)都出(chu)現了下(xia)降(jiang),這(zhe)可(ke)(ke)能(neng)(neng)是因為(wei)在(zai)NPET含量(liang)(liang)達(da)到一定比例(li)后,復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的團聚現象(xiang)影響了其性能(neng)(neng)的進一步提升。此外,從(cong)圖6可(ke)(ke)以看出(chu),隨著(zhu)NPET含量(liang)(liang)的增加(jia),PC/NPET復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的拉(la)伸(shen)(shen)強度(du)(du)逐漸(jian)降(jiang)低,且在(zai)NPET質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)超(chao)過25%后下(xia)降(jiang)幅度(du)(du)更大(da),同樣說明了復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的團聚現象(xiang)會(hui)影響其拉(la)伸(shen)(shen)強度(du)(du),這(zhe)可(ke)(ke)能(neng)(neng)減(jian)小了復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)分(fen)子鏈間界面作(zuo)用力(li),因而導致復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的拉(la)伸(shen)(shen)強度(du)(du)降(jiang)低。綜上所述,NPET與PC熔融(rong)共(gong)混能(neng)(neng)改善復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的力(li)學(xue)(xue)性能(neng)(neng),綜合(he)(he)考慮在(zai)NPET質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)為(wei)25%時(shi),力(li)學(xue)(xue)性能(neng)(neng)最(zui)優(you)
3結(jie)論(1)粒度分析(xi)表(biao)明(ming),NPET的(de)(de)(de)平均粒徑為84nm,達(da)到了(le)納米材(cai)料的(de)(de)(de)要求。(2)SEM和(he)MFR分析(xi)表(biao)明(ming),NPET的(de)(de)(de)加(jia)入改善了(le)PC流動性(xing)差的(de)(de)(de)問題(ti),但(dan)在其質量(liang)分數超過25%后(hou),復合(he)(he)材(cai)料的(de)(de)(de)團聚現象加(jia)重。(3)FTIR分析(xi)表(biao)明(ming),隨著NPET含量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia),PC/NPET復合(he)(he)材(cai)料的(de)(de)(de)特征峰(feng)發生偏移且強(qiang)度增(zeng)(zeng)強(qiang)。(4)TG分析(xi)表(biao)明(ming),隨著NPET含量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia),PC/NPET復合(he)(he)材(cai)料的(de)(de)(de)熱穩定性(xing)較PC均有(you)所降(jiang)低(di)。(5)DSC分析(xi)表(biao)明(ming),NPET的(de)(de)(de)加(jia)入會降(jiang)低(di)復合(he)(he)材(cai)料的(de)(de)(de)結(jie)晶度,隨著NPET含量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia),復合(he)(he)材(cai)料的(de)(de)(de)Tc先降(jiang)低(di)后(hou)增(zeng)(zeng)加(jia),Tm逐(zhu)漸(jian)減少(shao)。(6)力學性(xing)能分析(xi)表(biao)明(ming),PC/NPET復合(he)(he)材(cai)料的(de)(de)(de)斷(duan)裂伸長率和(he)缺口(kou)沖擊(ji)強(qiang)度先增(zeng)(zeng)加(jia)再減小(xiao),拉(la)伸強(qiang)度降(jiang)低(di),綜合(he)(he)填(tian)充量(liang)和(he)力學性(xing)能考慮,最(zui)佳配(pei)比為:mPC/mNPET =75/25,此時斷(duan)裂伸長率較純(chun)PC增(zeng)(zeng)加(jia)了(le)20.53%,缺口(kou)沖擊(ji)強(qiang)度增(zeng)(zeng)加(jia)了(le)19.52 kJ/m2
摘要:工程塑料應用
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